Elon Musk, Homem de Aço, revela sua nave estelar inoxidável

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BOCA CHICA BEACH, Texas – Elon Musk falou sobre sua visão de um futuro brilhante para a humanidade na noite de sábado, no sul do Texas.

Musk reconheceu que existem muitos problemas aqui na Terra e é importante que eles sejam corrigidos. Mas também é importante dar às pessoas esperança para o futuro e senso de otimismo. Ele acredita que a exploração do espaço e a expansão humana no Sistema Solar oferecem esse tipo de visão esperançosa.

E assim, sob um grande céu do Texas cheio de estrelas, ele ofereceu esperança na forma de uma grande nave espacial. Poucas horas depois de uma equipe de engenheiros, técnicos e contratados da SpaceX concluir a montagem de um protótipo do veículo Starship, Musk o revelou ao mundo. Ele o fez em um estaleiro a céu aberto, perto do rio Rio Grande, onde pretende construir dezenas, senão centenas, de naves espaciais.

O protótipo pairava atrás de Musk, quando ele se dirigiu a uma multidão de algumas centenas de pessoas, incluindo funcionários, residentes locais de Brownsville e cidades vizinhas, bem como membros da mídia. Mais cedo, quando o Sol mergulhou no horizonte, tons avermelhados brilharam na superfície da Nave Estelar. Quando a noite caiu e Musk subiu em um pequeno tablado, ele se ergueu alto, escuro e imponente.

"Esta é a coisa mais inspiradora que eu já vi", disse Musk, vestindo um blazer preto, camiseta e jeans, da imponente nave espacial. A multidão aplaudiu. No momento, Marte parecia um pouco mais perto do que antes.

Progresso

Há três anos, Elon Musk subiu ao palco em Guadalajara, no México, para compartilhar o escopo completo de suas ambições de Marte pela primeira vez. Ele falou sobre a construção de uma grande nave espacial interplanetária – ainda não era chamada Starship – e de um grande foguete com dezenas de motores que transportariam 100 pessoas para Marte por vez.

Naquela época, parecia audacioso, louco e brilhante ao mesmo tempo. Mas principalmente a visão parecia ficção científica. De pé em um campo no sul do Texas na noite de sábado, parecia um pouco mais com ciência e um pouco menos com ficção.

Três anos atrás, a ideia de pilotar 37 motores em um único foguete parecia fantasiosa. E então, no início de 2018, a empresa lançou com o Falcon Heavy com 27 motores. Três anos atrás, a noção de pousar e voar novamente um grande foguete várias vezes parecia distante. Mas agora a SpaceX fez isso dezenas de vezes.

Mas o mais futurista de todos parecia a noção de uma nave espacial de 50 metros de altura que poderia se lançar no espaço, voar para a Lua ou Marte e retornar à Terra. E, no entanto, foi isso que Musk colocou em exibição com o veículo Starship Mk 1. Em breve, talvez dentro de um ou dois meses, ele seja lançado a uma altitude de 20 km. Simultaneamente, a empresa está construindo um segundo protótipo, o Mk 2, em Cocoa, Flórida. Ele começará a trabalhar em uma terceira versão no Texas no final deste outono, e assim por diante.

Cada design irá repetir no último. Os engenheiros procurarão maneiras de fazer a barba em massa – o protótipo Mk 1 pesa 200 toneladas e a SpaceX gostaria de reduzir a massa geral para 110 toneladas para maximizar a capacidade de elevação da nave estelar. Por fim, uma nave estelar reduzida pode ser capaz de elevar 150 toneladas de carga útil em órbita baixa da Terra, disse Musk. Seu primeiro vôo orbital, lançado por um grande impulsionador chamado Super Heavy, poderia ocorrer no próximo ano.

Essa capacidade de carga útil é mais do que qualquer outro sistema de lançamento criado anteriormente e seria especialmente notável, uma vez que a SpaceX projetou o booster e a Starship para serem totalmente reutilizáveis. "Um foguete orbital rapidamente reutilizável é apenas possível, dada a física da Terra", disse Musk.

Homem de Aço

Durante a apresentação, Musk ofereceu várias atualizações sobre as mudanças no design da Starship. No entanto, ele passou o maior tempo discutindo o uso de aço inoxidável como a pele do veículo. "O aço inoxidável é de longe a melhor decisão de design que tomamos", afirmou ele.

Sim, disse Musk, o aço é mais pesado que os materiais compostos de carbono ou à base de alumínio usados ​​na maioria das naves espaciais, mas possui propriedades térmicas excepcionais. Em temperaturas extremamente baixas, o aço inoxidável 301 não fica quebradiço; e nas temperaturas muito altas da reentrada atmosférica, ela não derrete até atingir 1500 graus centígrados. A nave estelar exige, portanto, apenas um modesto escudo térmico de ladrilhos térmicos semelhantes a vidro.

Apresentação de Elon Musk Starship.

Outro benefício é o custo, que é importante para uma empresa que constrói Starships por conta própria, com a intenção de construir muitas delas. O material de fibra de carbono custa cerca de US $ 130.000 a tonelada, disse ele. O aço inoxidável é vendido por US $ 2.500 a tonelada.

"O aço é fácil de soldar e resistente às intempéries", acrescentou Musk. "A evidência é de que soldamos isso ao ar livre, sem uma fábrica. Honestamente, estou apaixonada por aço."

Relógios da NASA

A NASA acompanhou o progresso da nave estelar de longe, investindo quase nada em um veículo com potencial para revolucionar o voo espacial humano – bem como reduzir drasticamente os custos de lançamento.

Na sexta-feira, véspera da apresentação de Musk's Starship no Texas, o administrador da NASA Jim Bridenstine chegou a jogou água fria no processo. Bridenstine observou que a SpaceX era um dos parceiros da NASA no programa de tripulação comercial, destinado a lançar astronautas na Estação Espacial Internacional.

"A NASA espera ver o mesmo nível de entusiasmo focado nos investimentos do contribuinte americano", disse Bridenstine sobre o aparente zelo da SpaceX por Starship. "É hora de entregar."

Questionado sobre isso, Musk respondeu que a empresa está investindo apenas 5% de seus recursos humanos no desenvolvimento da Nave Estelar. A maior parte dos 6.000 funcionários da empresa está trabalhando no foguete Falcon 9 e na sonda Crew Dragon para serem usados ​​no programa de tripulação comercial, disse ele.

Uma linha do tempo

Após o evento, como a hora passava das 23 horas, horário local, Musk ofereceu algumas dicas adicionais durante uma entrevista com Ars. Sentado ao lado do principal engenheiro de desenvolvimento de Marte da empresa, Paul Wooster, Musk expôs sua linha do tempo para ir à Lua e Marte.

"Depende se o desenvolvimento permanece exponencial. Se permanecer exponencial, pode demorar dois anos", disse Musk sobre o pouso na Lua. Uma viagem de carga a Marte pode acontecer até 2022, devido à disponibilidade das janelas de lançamento, acrescentou. "Quero dizer, essas são apenas suposições totais, em vez de verificar a programação de um trem."

A SpaceX está financiando o projeto Starship com seu próprio dinheiro. Parte disso vem do fluxo de caixa positivo dos lançamentos de satélites. A empresa também levantou quase US $ 1 bilhão com investidores privados nos últimos meses e também recebeu um pagamento não revelado do bilionário japonês Yusaku Maezawa como o primeiro cliente de uma missão de órbita e retorno lunar.

"Acho que conseguimos ver um caminho para colocar a nave em órbita, e talvez até dar uma volta ao redor da Lua", disse Musk. "Talvez precisemos arrecadar mais dinheiro para ir à Lua ou pousar em Marte. Mas, pelo menos, levando a nave a um nível operacional em órbita baixa da Terra, ou ao redor da Lua, sinto que estamos em boa forma para isso. . "

Suporte de vida

Uma pergunta comum sobre a Starship é como a empresa planeja manter as pessoas vivas a bordo do veículo quando ele está pilotando tripulação, em vez de missões de carga. A SpaceX tem alguma experiência com suporte de vida após desenvolver o Nave espacial Crew Dragon para a NASA.

"Definitivamente aprendemos muito e faríamos de maneira diferente", disse Musk. "O sistema de suporte à vida do dragão não é realmente tão renovável. É basicamente praticamente descartável."

Por exemplo, a Dragon usa hidróxido de lítio como um "lavador" para remover o dióxido de carbono exalado pelo homem, produzindo carbonato de lítio e água como subprodutos. Isso é perfeitamente adequado para quatro pessoas por quatro dias e talvez possa até ser usado para missões curtas ao redor e para a superfície da Lua.

Mas usar Starship para ir a Marte exigiria seis meses para uma viagem até lá e até 2,5 anos para uma missão de ida e volta. Com cerca de 100 pessoas a bordo do veículo, isso exigiria um sistema regenerativo de suporte à vida que, reconheceu Musk, "daria um pouco de trabalho".

Urgência

No início deste mês, o senador do Alabama, Richard Shelby, ofereceu um tweet de parabéns à NASA. "Boas notícias," Shelby escreveu, observando que os técnicos da agência juntaram cinco estruturas que compõem o estágio principal do Sistema de Lançamento Espacial. "Esta é a primeira vez desde o programa Apollo que um foguete desse tamanho se une – uma conquista importante", acrescentou Shelby.

Quatro motores de foguete ainda devem estar conectados ao estágio central antes de serem concluídos. Mas então, finalmente, o componente principal do gigantesco foguete da NASA deve estar pronto para ser submetido a testes no solo. Certamente, a NASA e a contratada, Boeing, devem ser elogiadas por uma conquista técnica. No entanto, pode-se perguntar razoavelmente o que levou tanto tempo para chegar a esse ponto.

Na primavera de 2014, visitei o Michoud Assembly Facility, com sede no sul da Louisiana. Os técnicos já estavam construindo barris para o palco principal do foguete do Space Launch System. E a NASA estava investindo dezenas de milhões de dólares para modernizar Michoud para produzir o foguete. Na época, um analista aeroespacial da Rand Corporation, Peter Wilson, explicou que, "Eles estão investindo dinheiro nesse programa, em lugares como Michoud, para tornar muito caro mudar de rumo".

A NASA não mudou de rumo. E depois de pelo menos 5,5 anos, durante os quais a NASA gastou mais de US $ 10 bilhões no foguete SLS, eles finalmente terminaram de montar o primeiro estágio principal, consistindo em dois grandes tanques de combustível, quatro motores principais e todos os foguetes associados. encanamento.

Uma resposta à pergunta de por que isso demorou tanto tempo e exigiu tanto dinheiro é que houve falta de urgência. Grandes programas complexos de desenvolvimento – como, por exemplo, foguetes de levantamento super pesado – funcionam melhor com baixos níveis de financiamento durante a fase de projeto, um pico durante o desenvolvimento e, em seguida, financiamento reduzido durante a produção de voo. Em vez disso, depois que o Congresso criou o programa de foguetes SLS, com uma linha de base de cerca de US $ 2 bilhões por ano, manteve o financiamento em níveis mais ou menos planos mais inflação. Essa é uma ótima estratégia para a criação e manutenção de empregos, mas é um péssimo caminho para o desenvolvimento de foguetes.

O protótipo Starship da SpaceX, fabricado em um campo no sul do Texas em cinco meses, oferece um contra-exemplo ao que um senso de urgência pode realizar.

O palco principal do foguete SLS, composto por quatro motores principais de ônibus espaciais, mede 64,6 metros de altura, com um diâmetro de 8,4 metros. O veículo Starship Mk1 tem 50,0 metros de altura e 9,1 metros de diâmetro. Portanto, eles são aproximadamente do mesmo tamanho. Nem é o foguete completo. Na plataforma de lançamento, o SLS terá dois amplificadores de foguetes sólidos montados na lateral, derivados do ônibus espacial. E a Starship é, na verdade, o estágio superior do foguete de última geração da SpaceX, Super Heavy.

Por si só, o estágio central do SLS não pode orbitar. De fato, de acordo com o físico Scott Manley, sem seus boosters montados na lateral, um estágio central do SLS totalmente abastecido não consegue nem decolar da plataforma de lançamento. O protótipo da SpaceX Starship, com três motores Raptor em vez de um complemento completo de seis, também não consegue orbitar. Mas deve ser capaz de atingir pelo menos 25 a 30 km, disse Manley, que tem uma ciência popular sobre foguetes. Canal do Youtube.

O foguete SLS permanece Uns anos do seu voo inaugural. A nave estelar, no entanto, provavelmente fará um voo de 20 quilômetros em novembro, disse Musk.

Talvez a maior diferença entre os dois novos foguetes seja a velocidade de seu desenvolvimento. O estágio principal do SLS, que utiliza a tecnologia de herança do ônibus espacial, incluindo seus principais motores, levou pelo menos 5,5 anos para ser construído e bilhões de dólares.

A nave estelar Mk 1 nem existia até esta primavera, e pode saltar do bloco antes do final do ano. Parece ressaltar o valor da urgência e a clareza de propósito. Na SpaceX, o desejo vem de cima. Como Musk disse sobre os horários no sábado à noite, "apertado é certo, longo é errado". E a Nave Estelar também tem um objetivo claro de exploração, permitindo que os humanos estabeleçam outros mundos e alimentem otimismo no futuro da humanidade.

Imagem do anúncio por Trevor Mahlmann para Ars

Fonte: Ars Technica